星系潮汐

自然现象

星系潮汐是受到星系，像是银河系，的引力场支配的潮汐力。与星系潮汐有特定关系的领域包括星系碰撞、矮星系或卫星星系的瓦解；受到银河系潮汐影响的有太阳系的欧特云。

起源

当一个天体位在大质量天体（黄色天体）的引力场时，会受到潮汐力而扭曲。根据牛顿万有引力定律，引力随着距离的减少而增加。任何接近物体A的另一个物体B，越接近则A受到B的引力影响越强烈。这对物体不同的部分也是正确的，A的表面受到B的吸引会比A的核心强烈。当其它物体的引力特别强时，这将导致较小的物体表面和核心的距离被拉开，并且该物体会朝较大物体的方向趋于平坦。大的物体也有相同的效应，但因为小物体的引力较弱，它的畸变也比较小。以术语来说，平衡的小物体形状会有最小的引力势能。在空无一物的空间，这会是一个球体。然而，在附近有大型物体时，最小势能的形状是在这两物体轴心连线方向上拉长的卵形。

例如，地球上的潮汐是由月球和太阳的引力场对地球造成的畸变引起。在这种情况下，地球的自转缓慢得足以重塑其形状，保持其扭曲面朝向太阳和月球的方向。从在地球表面上的人来看，每个地点一天大约会经历两次长轴方向变形的涨潮。因为地球相对于太阳和月球的方向不断的改变，潮汐效应会有不同程度的相互加强或抵消。

外部星系的效应

主条目：交互作用星系

星系碰撞

潮汐力依赖的是引力场的梯度，而不是引力场的大小，所以潮汐的影响通常仅限于一个星系周围的环境。两个星系发生碰撞或近距离的擦身而过会引发强大的潮汐力，往往造成激烈的星系潮汐活动，展示强烈的视觉冲击。

交互作用星系通常不会是迎头（如果有）撞击，并且潮汐力会大致沿着座标轴的指向方向扭曲，并且远离它的摄动。当两个星系的轨道相互接近时，这些受扰动的区域会被从每个星系的主体机构拉出，并且因为较差自转而被剪断和甩入星际空间，形成潮汐尾。这种尾通常都有明显的弯曲，而感觉是直的可能是从侧面观察的缘故。从星系盘（或其它的部分）拉出的恒星和气体组成的尾，通常会造成盘面一侧或两边（另一端）的扭曲，而不是引力束缚的星系中心。双鼠星系和触须星系是碰撞产生潮汐尾的两个很突出的例子。

正如月球引发地球两侧海水的潮汐，所以星系潮汐也会在它的星系伴侣两侧产生潮汐臂。当巨大潮汐尾的形成，如果形成摄动的星系和被摄动的伙伴星系一样大或小一点，那么前端的臂会比远端的臂大些。如果更为突出，将会被称为桥。潮汐桥和潮汐尾通常很难区分：首先，桥可能被经过的星系吸收，或因而产生星系的合并，使它比典型可见的大型潮汐尾短。其次，如果两个星系是一个在前，一个在后，它们之间的桥可能会有部分被遮蔽。结合这两种效应，会很难区分一个星系在何处结束，而另一个星系从何处开始。潮汐循环是潮汐尾的两端都与母星系汇合，这就更为罕见。

卫星星系的交互作用

因为紧邻星系的强大潮汐力，卫星星系特别容易受到影响。这种外力可以使卫星星系内部的运动重新排列，导致观测上的巨大效应：矮卫星星系内部的结构和运动可能受到严重的星系潮汐（如同地球上海洋的潮汐），诱导出异常的旋转或质-光比卫星星系也可以发生如同受到星系碰撞的潮汐剥夺，恒星和气体被从星系的末端剥离，并可能被它的伙伴吸收。矮星系M32，仙女座星系的卫星星系，可能就因为潮汐剥离失去了螺旋臂，而残余核心的高恒星形成率可能是潮汐引起剩余分子云运动的结果（因为潮汐力可以揉捏和压缩星系内部的星际气体云，诱使小型卫星星系形成大量的恒星。这个过程类似挤压使物体被加热一样。）。

剥离的机制和两个类似的星系是相同的。然而，其相对较弱的引力场可以确保只有卫星星系受到影响，而宿主星系不会受到影响。如果卫星星系远小于宿主星系，产生的潮汐尾碎片可能是对称的，并遵循一个非常相似的轨道，有效地跟随着卫星星系的路径。然而，如果卫星星系有适度的大小－－通常是超过宿主星系质量的万分之一，那么卫星星系自身的引力可能也会影响潮汐尾，打破潮汐尾在不同方向的对称性和加速度。结果的结构是依赖卫星星系的轨道和质量，以及猜测中环绕着宿主星系的星系晕质量和结构，和可能提供一种像银河系这种星系，有效探究暗物质势能的手段。

很多越过母星系的轨道，或是通过的轨道太接近，矮卫星星系最终可能完全被摧毁，形成完全环绕着母星系的恒星和气体潮汐流。这种在一些星系周围扩散的气体盘，像是仙女座星系，可能是被潮汐完全摧毁（或之后被母星系并吞）的卫星星系。

对星系内天体的效应

潮汐的影响目前也出现在银河系中，它们的梯度可能是最陡的，其结果可以是恒星和行星系统的形成。通常，一颗恒星的引力在其系统内是主导地位，只有其它恒星经过附近时才会对其动力学有所影响。然而，在系统的周边，恒星的引力较弱，而银河系的潮汐可能极大。在太阳系，假设的欧特云，据信是长周期彗星的来源，就在这种过渡区内。

欧特云被认为是太阳系巨大的外壳，其半径可能是1光年。跨越这样大的距离，银河系引力场梯度的作用更为明显。由于这种梯度，银河的潮汐可能使欧特云变形，而不再是球形。就像地球回应月球的引力一样，在银河中心的方向上伸展，而在另外两个轴的方向上产生挤压。

在这样遥远的距离上，太阳的引力相对的微弱，只要有一点点来自银河系的摄动，可能就足以将一些拱点在这个距离上的星子驱离，或朝向太阳和行星推进。由岩石和冰的混合物组成的天体，在进入内太阳系时会因为太阳辐射的增加而成为一颗彗星。

据信星系潮汐对欧特云的形成也有所贡献，通过潮汐增加了一些近日点较大的星子近日点。这表明星系潮汐的影响是相当复杂的，并依赖一个行星系统内个别物件的为。累积的影响可能相当可观，或许所有来自欧特云的彗星，高达90%可能是星系潮汐的结果。

地球的效应

虽然理论上可以测得像其它潮汐造成的海平面变化，但星系潮汐对地球的影响可以忽略不计：如果太阳的潮汐力是1，那么月球的是2，则银河系的大约是10。因此，如果月球的潮汐力使海平面上升10米，银河系的潮汐效应会使海平面上升10皮米，小于一颗原子的大小。